科技日报：桥的故事之地下桥：这里的爆破静悄悄

大断面衬砌

人民会堂站出入口施工

光面爆破

    文·本报记者 滕继濮

　　一只肥硕的真鲷在水里漫无目的地游来游去，厚厚的亚克力玻璃，隔绝了青岛市水族馆的人声嘈杂。

　　天后宫内游客不多，16栋殿宇组成的院落内祥和静谧，“海神娘娘”的雕像安祥地望着黄海。

　　常来青岛出差的朱旭有时会住在火车站对面的快捷酒店，在二楼的客房掀开窗帘就可看见远近闻名的栈桥。

　　他们和青岛人一样都融入了这座城市的美丽与宁静，以至于过去的近四个年头里，都没注意到地下十几米深处，每天都有一场精心准备的“爆破”行动……

    “坚硬”的城市

　　12月31日前，青岛火车站—人民会堂站区间的施工将全部完成。虽然名叫3号线，但开建时却是青岛乃至山东省的第一条地铁工程。

　　该线路一期工程起点为青岛火车站，终点为青岛铁路北站。投入运营后，这条25公里的线路将在青岛火车站及其周边商贸圈、前海历史风貌保护区，城市核心商务区、市区北部商务商贸区间搭起一座快速顺畅的“地下桥”。

　　青岛是著名旅游城市，建设者们深知，不光要保证安全与质量，环境保护也格外重要。来自中铁四局七公司的队伍也是这些建设者们中的一员，他们的任务是土建施工01标段。

　　2745米不算长，工程内容包括青岛火车站、青岛火车站—人民会堂站区间、人民会堂站、人民会堂站—汇泉广场站区间，共两个车站、两个区间。说得粗略些，就是要挖出一条两千多米长的隧道，建两个站台，但这却用了四年时间，难度可想而知。光是青岛火车站底下的六十多米，就用时将近两年。

　　难度从何而来？要从青岛的地质结构说起。

　　青岛是座“坚硬”的城市，濒临黄海，山海形胜，坐落于花岗岩地质之上。花岗岩素有“岩石之王”的美誉，几乎两倍于混凝土的硬度，使其除了用作建筑材料外，还成为露天雕刻的首选之材，人民英雄纪念碑的石头就来自青岛。“对于建筑，有这样的地基条件算作优异，可对于隧道施工就是考验了。”青岛市地铁一期工程（3号线）土建01标项目部总工隗志远说道。

　　盾构机用不了，铣挖机等大型设备又施展不开，因此无论是车站的深基坑开挖，还是区间隧道的暗挖，都必须采用“矿山法”——用炸药一米一米，甚至是半米半米地向前推进。真正的难题是，施工就在人脚下10米到18米处，怎样爆破才不会打破青岛的宁静？

    金贵的建筑

　　安静，还远不够。

　　项目经理张光辉告诉记者，自青岛火车站东侧广场起，沿着广西路的走向，他们要穿越德国医药商店旧址、德国领事馆旧址等文保建筑，到达青岛人民会堂在此设地铁车站，再穿过阿里文、康有为等名人故居密布的小鱼山公园，到达汇泉广场。一路共有18处重点保护的文保建筑“悬在头顶”，其中国家级重点文物建筑有10处，省级重点文物建筑2处，市级重点6处。

　　另外，该区间还下穿、旁穿育才中学、文登路小学等学校，以及游客如织的青岛水族馆。有些老建筑已经矗立百年，何其金贵；而水族馆内，大多展览水箱是由有机玻璃建成的封闭空间，4000多吨的主水体里几百种海洋生物数量上万。

　　所以，严格控制爆破振动和地表沉降就成了施工中的头等大事。

　　“我们的原则就是短进尺、弱爆破、强支护、勤量测。”隗志远解释道。

　　施工技术的关键就是减小最大起爆药量，降低地震波强度，正常的炸药筒长一米左右，施工人员改成50公分，药量也是经过详细计算。另外，3号线的特点是断面（洞的截面）非常大，最大开挖宽度超过了17米，所以他们就采用微差分段的办法，将任务分割成小块。

　　每天早上七点左右，技术员和工人就来到地下开始钻炮眼，炮眼的多少与位置，都是技术人员提前设计好的，钻孔结束已经是四个小时过去。然后开始装药和连接线路，这又是一两个小时，最后，放炮。晚班人员负责将炸下来的石方运出城外。

　　项目工程部长舒辞将炮响的过程打了个比方，就像用勺子吃西瓜，用勺子先挖中间的，然后转着圈一点点吃到西瓜皮，爆破亦如是。“密集的炮眼，起爆是有先后顺序的，啪啪啪……就像放炮仗。整个过程一般持续3秒钟，也就是眨三下眼的工夫。”张光辉补充道，“炸完后，这些坚硬的花岗岩就全部下来了，而且是你想要方的就是方的，想要圆的就是圆的。”

　　技术人员还会根据地震波的物理特征，对不同段的地震波进行分离，采取利用相位差进行地震波相互叠加的方法实现干扰降震；总结该地域具体震动衰减规律，充分利用地形及结构特性进行减震。

　　那么地面上的人是什么感觉？

　　“就好像楼下有人用拖把敲了敲你家地板吧，声音也是可以听到的，但绝对不会吓着人。水杯子不会蹦起来，只会泛起波纹。”隗志远说道。

　　每次放炮前，他们都会在地面或者建筑物放置监测仪器，随时监控振速。刚开始，很多群众还好奇地围观，后来就见怪不怪了。当然，老建筑也要采取措施，技术人员通过建立爆破荷载作用下的加固前后模型建立和动力分析，确定了医药商店旧址采用外脚手架加固方案。最终，通过各种技术手段的运用，建设者们将爆破影响控制在最小程度，从而避免对文保建筑造成伤害。

    不是爆破的爆破

　　火车站的施工一度难住了他们，最后解决问题的是一种不是爆破的爆破技术。

　　隗志远介绍，青岛火车站底下早年就修建好了一个地铁车站作为2号线车站，位于地下二层，与益群地下商城接在一起。

　　此次在车站地下西端所挖的是站前区间及换乘通道，正好从已建2号线车站及地下商场下穿过，而且新建隧道顶板距离其底板较近，部分紧贴2号线底板。“非常近，准确地说是零距离。”隗志远说。

　　试验后，他们发现爆破法产生的振动对既有构筑物的影响很大，“放个炮仗，监测到的振速都会超标。”然而机械手段又拿花岗岩没什么办法，一点点敲显然太浪费时间。

　　在青岛地铁公司的帮助下，他们找到了一种金属膨胀剂。

　　这种金属膨胀剂看起来像是爆破筒，但原理不同，50厘米长直径5厘米的筒子里，装着些镁铝等金属粉末，当然以其独特配方配制。筒子里有电极，通过电线连接至特殊起爆器，在电压提升至三万伏特以后，就将其中的粉末引燃，粉末在很小空间里燃烧，产生体积膨胀，然后将岩石劈裂。炸药爆破是一瞬间，而这种膨胀过程燃烧过程会慢半拍，凭直观感觉是分辨不出来。虽然能量没有炸药那么大，但把岩石挤下来是很从容。

　　“这种技术在国内外用的还比较少，一般适用于水下。在地铁施工中使用国内比较少见。”张光辉告诉记者，因为这种技术的使用成本很高，是普通炸药的近四十倍，所以在这个7米多高的断面推进过程中，他们只在上面3米的范围内使用了该技术，余下的用的还是普通炸药。

　　各种爆破方式的选择，手段的使用，体现的是建设者们的技术素养，更是以人为本的人文情怀。在这个标段里，使用到技术还有很多，在此就不一一介绍。青岛地铁各线建成后，将是“一环四线，三城三网，网间互联”的轨道交通综合线网。届时会有更多的人可以乘坐地铁去水族馆，去天后宫。